Objectifs pédagogiques

L’objectif du cours est d’abord de décrire physiquement l’origine de la turbulence atmosphérique et les perturbations apportées à la propagation et à l’imagerie optique. Il est aussi de fournir des ordres de grandeur et l’expression des paramètres caractéristiques. Il est enfin de présenter le principe et les composants des techniques permettant de corriger ces perturbations, en particulier l’optique adaptative pour l’astronomie, et leurs perspectives d’évolution.

La résolution des instruments observant depuis le sol est souvent limitée par l’effet de la turbulence atmosphérique. Cet effet résulte des inhomogénéités aléatoires de température de l’atmosphère. Il induit des fluctuations de phase et d’amplitude sur la propagation d’une onde optique. Il se manifeste par un élargissement, instantané ou moyen, d’une image ou d’un faisceau.

L’optique adaptative permet de corriger en temps réel ces dégradations, par réflexion du faisceau optique sur un miroir déformable. Le système comprend également un calculateur capable de déduire instantanément les commandes à appliquer au miroir  à partir des mesures faites par un analyseur de front d’onde.

Des techniques connexes de l’optique adaptative sont aussi utilisées pour accéder à la très haute résolution par synthèse d’ouverture et à la correction des aberrations lentement évolutives qui peuvent apparaître dans un instrument optique de grand diamètre.

Des systèmes opérationnels s’appliquent aujourd’hui au domaine de l’astronomie.

Des solutions pour surmonter certaines limitations actuelles des performances sont en cours de développement. 

Effets de la turbulence atmosphérique sur la propagation optique